无热阵列波导光栅波分复用器制造技术

本发明专利技术提供一种无热阵列波导光栅波分复用器，包括阵列波导光栅芯片，具有平面衬底，衬底上设有输入光波导、与输入光波导连接的输入平板波导、输出光波导、与输出光波导连接的输出平板波导、连接在输入平板波导与输出平板波导之间的多根条形波导，其中，还包括基板以及滑动组件，阵列波导光栅芯片固定在基板的上表面，基板被至少一个分割面分割成第一部分及第二部分，分割面横向穿过输入平板波导与输出平板波导中的至少一个，滑动组件的两端分别固定在第一部分与第二部分上，且滑动组件为具有随温度变化而长度改变的伸缩杆。本发明专利技术提供的无热阵列波导光栅波分复用器生产成本较低，且中心波长的温度漂移不明显，工作稳定性较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学器件，尤其涉及一种无热阵列波导光栅波分复用器。
技术介绍
随着网络通讯的发展，光纤网络的数据传送速度越来越快，对光纤网络的容量要求也越来越高。现在的高速光纤网络系统中，波分复用技术常用于提高光纤网络的容量，该技术主要使用阵列波导光栅波分复用器实现。现有一种阵列波导光栅波分复用器的结构如图1所示，其具有硅材料制成的平面衬底10，衬底10的上表面沉积有波导层，波导层包括输入光波导11、输入平板波导12、阵列波导16、输出平板波导14以及输出光波导15。通常，波导层由硅石玻璃材料制成，阵列波导16由多根并列的条形波导13构成，且多根条形波导13弯曲并列设置，相邻的两根条形波导13之间存在长度差，且每一根条形波导13的长度均不相同。输入光波导11的输出端连接至输入平板波导12，输入平板波导12通过多根条形波导13连接至输出平板的波导14，输出平板波导14的输出端连接至多根输出光波导15。当输入光波导11中传输的复用光信号进入输入平板波导12时，该复用光信号在侧向不再受约束，于是因衍射而展开。侧向衍射展开的复用光信号耦合进入多根条形波导 13并在多根条形波导13中传播。由于多根条形波导13相互之间存在长度差，在各根条形波导13中传播的复用光信号在到达输出平板波导14时，相互之间存在一定的相位差。这些相位差引起输出平板波导14内的波前倾斜。由于相移大小与波长相关，各波长光信号的汇聚成像位置依赖于输入光波长，在不同的成像位置处设置的输出光波导15可将不同波长的光信号分解到相应的输出光波导15中，完成解复用功能。反之，将图1中的输入光波导11改为输出光波导，将图1中的输出光波导15改为输入光波导，可将输入波导中的具有不同波长的光信号汇聚到同一根输出波导中，完成复用功能。因此，根据输入光线方向的不同，现有的波分复用器可实现复用或解复用的功能。波分复用器的中心波长会受到温度变化的影响，现有的波分复用器中心波长变化随温度的变化的典型值是0. 011nm/°C，随着温度变化越大，中心波长变化越大，这一现象称为温度漂移。由于温度漂移对波分复用器的工作稳定性有很大的影响，人们对波分复用器进行改进以减少温度漂移。参见图2，现有一种无热阵列波导光栅波分复用器包括衬底20，衬底20上沉积有波导层，波导层包括输入光波导23、输入平板波导24、阵列波导25、输出平板波导沈以及输出光波导27，其中阵列波导25包括多根并列且弯曲设置的条形波导，相邻的两根条形波导之间存在长度差。阵列波导光栅波分复用器被一个分割面四分割成两部分，分别是第一部分21与第二部分22，且分割面四横向穿过输入平板波导24。阵列波导光栅波分复用器的波导层上还设有滑动件观，滑动件观的两端分别固定在第一部分21与第二部分22上，滑动件观由线性热膨胀系数大于衬底20的材料制成，如铝质材，当温度发生变化时，滑动件28会随温度变化而伸缩，第一部分21相对于第二部分22在衬底20平面内发生位移，此时输入平板波导M被分割的两个部分也会发生相对位移，从而对波分复用器的中心波长进行补偿。无热阵列波导光栅波分复用器的中心波长随温度变化曲线是开口朝上的抛物线形状，如图3的虚线a-b-c所示。这里，设置波分复用器的中心波长在20°C时温度漂移为零，但温度在_30°C到70°C变化时，中心波长的最大漂移达到0. 04纳米，在温度变化更大的环境下，或者在带通更宽、频率间隔小于100G赫兹的网络系统中，该种温度漂移特性的波分复用器的性能将会受到严重的影响。此外，阵列波导光栅波分复用器是在衬底20的基础上，经过后续精密而昂贵的工艺操作，如火焰水解沉积、光刻、反应离子束刻蚀等制作出波导层才得到的，制作成本较高。 上述的波分复用器在波导层上直接设置滑动件观，其占用波导层较大的面积，造成极大的浪费，也增加了波分复用器的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种生产成本较低的无热阵列波导光栅波分复用器。本专利技术的另一目的是提供一种中心波长温度漂移较小的无热阵列波导光栅波分見用器。为了实现上述的主要目的，本专利技术提供的无热阵列波导光栅波分复用器包括阵列波导光栅芯片，具有平面衬底，衬底上衬底上设有输入光波导、与输入光波导连接的输入平板波导、输出光波导、与输出光波导连接的输出平板波导、连接在输入平板波导与输出平板波导之间的多根条形波导，其中，还包括基板以及滑动组件，阵列波导光栅芯片固定在基板的上表面，基板被至少一个分割面分割成第一部分及第二部分，分割面横向穿过输入平板波导与输出平板波导中的至少一个，滑动组件的两端分别固定在第一部分与第二部分上， 且滑动组件是具有随温度变化而长度改变的伸缩杆。由上述方案可见，滑动组件并不直接设置在阵列波导光栅芯片的波导层上，而是设置在基板上，制作成本较高的阵列波导光栅芯片固定在制作成本较低的基板上，这样可大大减小所需阵列波导光栅芯片的面积，从而降低无热阵列波导光栅波分复用器的生产成本。一个优选的方案是，伸缩杆上开设有至少一个填充孔，填充孔内填充有填充物，填充物的线性热膨胀系数小于伸缩杆的线性热膨胀系数。由此可见，在温度变化较大时，填充物的线性变化不明显，填充物能抵接在填充孔的两端壁上，避免伸缩杆收缩的长度过大，从而减少伸缩杆的长度变化，进而减少无热阵列波导光栅波分复用器中心波长的温度漂移。进一步的方案是，无热阵列波导光栅波分复用器还包括偏移抑制组件，具有一个夹子以及第一压板，第一压板具有抵接部，抵接部抵接在第一部分的上表面及第二部分的上表面，夹子的第一抵接边抵接在第一压板背对抵接部的表面上。可见，使用夹子直接或间接地在垂直于基板上表面的方向上夹持基板的上下表面，可避免第一部分在垂直方向上相对于第二部分发生偏移，从而确保无热阵列波导光栅波分复用器工作的稳定性。本专利技术的无热阵列波导光栅波分复用器还可以是包括阵列波导光栅芯片，其具有平面衬底，衬底上设有输入平板波导、输出光波导、与输出光波导连接的输出平板波导、连接在输入平板波导与输出平板波导之间的多根条形波导，并包括基板，阵列波导光栅芯片固定在基板的上表面，基板被至少一个分割面分割成第一部分及第二部分，分割面横向穿过所述输入平板波导的端面，一输入光纤固定在第一部分上，且输入光纤的输出端正对输入平板波导，还具有滑动组件，滑动组件的两端分别固定在第一部分与第二部分上，且滑动组件为具有随温度变化而长度改变的伸缩杆。 由上述方案可见，滑动组件并不直接设置在阵列波导光栅芯片的波导层上，而是设置在基板上，制作成本较高的阵列波导光栅芯片固定在制作成本较低的基板上，这样可大大减小阵列波导光栅芯片的面积，降低了无热阵列波导光栅波分复用器的生产成本。附图说明图1是现有一种阵列波导光栅波分复用器的结构图。图2是现有一种无热阵列波导光栅波分复用器的结构图。图3是几种阵列波导光栅波分复用器的中心波长与温度关系的曲线图。图4是本专利技术第一实施例的结构图。图5是图4中A-A向的剖面放大图。图6是本专利技术第一实施例的第一变形例中滑动组件与基板的剖面图。图7是本专利技术第一实施例的第二变形例中滑动组件与基板的剖面图。图8是本专利技术第二实施例的结构图。图9是本专利技术第四实施例的局部结构图。图10是图9中B-B向的剖面放大图。图11是本专利技术第五实施例的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．无热阵列波导光栅波分复用器，包括阵列波导光栅芯片，具有平面衬底，所述衬底上设有输入光波导、与所述输入光波导连接的输入平板波导、输出光波导、与所述输出光波导连接的输出平板波导、连接在所述输入平板波导与所述输出平板波导之间的多根条形波导；其特征在于：基板，所述阵列波导光栅芯片固定在所述基板的上表面，所述基板被至少一个分割面分割成第一部分及第二部分，所述分割面横向穿过所述输入平板波导与所述输出平板波导中的至少一个；滑动组件，所述滑动组件的两端分别固定在所述第一部分与所述第二部分上，且所述滑动组件为具有随温度变化而长度改变的伸缩杆。

【技术特征摘要】
1.无热阵列波导光栅波分复用器，包括阵列波导光栅芯片，具有平面衬底，所述衬底上设有输入光波导、与所述输入光波导连接的输入平板波导、输出光波导、与所述输出光波导连接的输出平板波导、连接在所述输入平板波导与所述输出平板波导之间的多根条形波导；其特征在于基板，所述阵列波导光栅芯片固定在所述基板的上表面，所述基板被至少一个分割面分割成第一部分及第二部分，所述分割面横向穿过所述输入平板波导与所述输出平板波导中的至少一个；滑动组件，所述滑动组件的两端分别固定在所述第一部分与所述第二部分上，且所述滑动组件为具有随温度变化而长度改变的伸缩杆。2.根据权利要求1所述的无热阵列波导光栅波分复用器，其特征在于所述分割面与被分割的所述输入平板波导和/或所述输出平板波导的上表面垂直。3.根据权利要求1所述的无热阵列波导光栅波分复用器，其特征在于所述分割面与被分割的所述输入平板波导和/或所述输出平板波导的上表面之间形成的夹角为锐角。4.根据权利要求1至3任一项所述的无热阵列波导光栅波分复用器，其特征在于所述伸缩杆上开设有至少一个填充孔，所述填充孔内填充有填充物，所述填充物的线性热膨胀系数小于所述伸缩杆的线性热膨胀系数。5.根据权利要求4所述的无热阵列波导光栅波分复用器，其特征在于所述填充孔为贯穿所述伸缩杆上下表面的通孔。6.根据权利要求4所述的无热阵列波导光栅波分复用器，其特征在于所述填充孔的数量为二个或二个以上，每一所述填充孔内均...

【专利技术属性】
技术研发人员：张院良，李素霞，刘晓远，吴浩然，龚森明，喻宏伟，
申请(专利权)人：珠海保税区光联通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：44